Устройства защитного отключения как одно из наиболее эффективных средств предотвращения пожаров

Проблема обеспечения пожарной безопасности школ в последнее время становится объектом особого внимания со стороны Министерства образования РФ. Эта тема имеет особо важное социальное значение, поскольку определяет отношение общества к детям.

В настоящее время в Москве действуют территориальные строительные нормы для жилых домов (МГСН 3-01-96), школ-интернатов (ТСН 31-305-96), дошкольных учреждений (ТСН 31-307-96), образовательных учреждений (ТСН 31-306-96). Данные нормативные документы содержат комплекс технических требований, обязательных для исполнения строительными организациями. Однако в этих документах имеются некоторые недостатки. Например, противопожарные требования к зданиям в основном касаются обнаружения пожара и организации эвакуации людей.

Согласно официальным статистическим данным около 20% пожаров в стране происходит по электротехническим причинам. При этом в нормативных документах имеется единственное указание на то, что электроснабжение, электрооборудование и электрическое освещение зданий должны соответствовать требованиями СНиП 23-05-95 и ВСН 59-88. Указанные нормативные документы определяют правила применения в сетях и электроустановках зданий устройств защитного отключения (УЗО) - наиболее эффективного электрозащитного и противопожарного средства. Правительство Москвы, понимая важность этой проблемы, в 1994 г. выпустило Постановление № 868-РП от 25.05.94 г. "О внедрении в строительство и эксплуатацию жилых домов и общественных зданий устройств защитного отключения (УЗО)". Требования, изложенные в этих документах, впоследствии были включены в МГСН 03-01-96 "Жилые здания".

Во многих регионах России существует явный недостаток нормативных документов по правилам применения УЗО. Широкое внедрение УЗО осуществляется в основном согласно единичным действующим территориальным строительным нормам. Поэтому отсутствие в федеральных нормативных документах требования обязательного применения УЗО (например, в жилых домах и общественных зданиях), безусловно, косвенно определяет существующее положение с пожарами, происшедшими по электротехническим причинам, в Российской Федерации.

Как указывалось выше, УЗО, наряду с устройствами защиты от сверхтока, осуществляет эффективную защиту человека от поражения электрическим током, а кроме того, обеспечивает защиту людей от пожаров, возникающих вследствие повреждений изоляции токоведущих частей, неисправности электропроводки и электрооборудования.

По данным ФГУ ВНИИПО МЧС РФ в период 1998-2002 гг. в нашей стране только по причине нарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования ежегодно имело место около 50 тыс. пожаров, при этом число погибших составляло примерно 3 тыс. чел. в год (табл. 1).

Таблица 1. Статистика пожаров по электротехническим причинам в РФ за 1999-2002 гг.

Причинами возгорания электропроводки могут являться: нагрев проводников (локальный или на протяженном участке) из-за перегрузки; искрение в месте плохого электрического контакта (в соединениях, на клеммах электроприборов и аппаратов); утечка тока по загрязнениям, пыли и т.п. с неизолированных участков цепи (в распаечных коробках, распределительных щитах, электрических аппаратах) и, наконец, горение электрической дуги на каком-либо участке цепи, вызванное током короткого замыкания (КЗ).

Повреждения изоляции могут происходить по следующим причинам:

1) электрическим:

перенапряжения;

сверхтоки;

2) механическим:

удар, нажим, сдавливание;

изгиб;

повреждение инородным телом;

3) под воздействием окружающей среды:

влажность;

тепло;

солнечный свет;

излучение (ультрафиолет);

старение;

химическое воздействие.

В первом случае при правильном выборе параметров автоматического выключателя при КЗ осуществляется отключение электрической сети, тем самым устраняется наиболее опасный режим по условиям возгорания.

Развитие повреждения или старение изоляции во втором и третьем случаях может иметь различный характер и зависит от степени загрязнения, влажности изоляции, интенсивности воздействия внешних факторов, характера ее повреждения.

Развитие КЗ из тока утечки происходит следующим образом. В месте микроповреждения изоляции между находящимися под напряжением проводниками начинает протекать крайне малый точечный ток. Под воздействием влажности, загрязнения, проникновения пыли с течением времени образуется проводящий мостик, по которому протекает ток утечки (трекинг).

По мере ухудшения состояния изоляции, начиная со значения тока примерно 1 мА, постепенно происходит обугливание проводящего канала, возникает так называемый "угольный мостик", и в диапазоне от 5 до 50 мА ток течет уже непрерывно и постоянно растет.

В зависимости от сечения проводника, материала изоляции и наличия источника зажигания (электрический разряд при нарушении изоляции, протекание тока утечки у поверхности изоляции) ток утечки величиной 90 мА, что соответствует мощности 20 Вт, с высокой вероятностью вызывает возгорание изоляции [1].

При значениях тока утечки 150 мА, что соответствует мощности 33 Вт, возникает реальная опасность возгорания изоляции за счет нагрева теплом, выделяемым в месте повреждения.

В силу того, что под напряжением сопротивление "угольного мостика" ниже, чем в "холодном" состоянии, процесс носит лавинный характер, ток утечки быстро растет, и при значениях 300-500 мА в канале между зернами обугленного материала возникает тлеющий разряд, микродуга, в конечном счете приводящие к загоранию электрической дуги.

При нагревании электрической изоляции от источника зажигания, в том числе и от токов утечки, изоляция разлагается с образованием горючих продуктов распада. Воспламенение изоляции произойдет при нагреве ее поверхности до такой температуры, при которой скорость выделения с поверхности летучих веществ станет достаточной для возникновения в присутствии источника зажигания и окислителя в воздухе реакции горения в газовой фазе над поверхностью изоляции.